【摘 要】
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淹没冲击射流是一种经典的射流流动,它广泛存在于各种工程运动背景中,如直升机的起降过程、排水灌溉工程、冷却及加热过程等。淹没冲击射流流动状态复杂,影响参数较多,对其开展研究具有重要学术和工程实用价值。本文采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对淹没冲击射流的流场特性和冲击压力进行了深入分析,研究不同几何参数下(冲击角度θ、冲击高度H、雷诺数Re)淹没冲击射流的内部流场特性,其主要研究内容及取得的结果如
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淹没冲击射流是一种经典的射流流动,它广泛存在于各种工程运动背景中,如直升机的起降过程、排水灌溉工程、冷却及加热过程等。淹没冲击射流流动状态复杂,影响参数较多,对其开展研究具有重要学术和工程实用价值。本文采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对淹没冲击射流的流场特性和冲击压力进行了深入分析,研究不同几何参数下(冲击角度θ、冲击高度H、雷诺数Re)淹没冲击射流的内部流场特性,其主要研究内容及取得的结果如下:(1)对不同冲击角度(15°≤θ≤90°)的淹没冲击射流研究结果分析可知,淹没冲击射流的流场高度依赖于θ。随着冲击角度?的增加,射流到达冲击区速度减小,壁面射流横向扩散增大,厚度逐渐减小;冲击壁面上最大冲击压力逐渐增大,其位置逐渐靠近冲击原点;最大冲击压力系数与冲击区射流中心线上临界速度的竖直分量存在良好的直线关系,有效冲击压力范围为-2≤x/D≤2区域,最大压力点逆流侧压力集中程度比顺流侧高。(2)对不同冲击高度的斜向(θ=45°)冲击射流研究结果分析可知,不同高度下斜向冲击射流流场具有相似性;随着冲击高度的增加,斜向冲击射流的漩涡强度逐渐减小,冲击壁面上最大压力系数呈线性减小。(3)对不同水平高度的水平冲击射流结果分析可知,射流扩散至壁面的距离和水平高度呈线性关系。当射流扩散至壁面时,其竖直方向的扩散转化为横向扩散,近壁区射流速度分布发生显著变化。(4)对不同雷诺数下冲击射流和水平射流结果分析可知,不同雷诺数下无量纲化轴线流速分布曲线相似,冲击壁面上压力系数分布一致,流动存在相似性。
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